锅炉汽包液位自动控制调节

锅炉汽包液位自动控制调节

摘要：水位保护的作用是当汽包水位超越高限或低于低限时，迫使锅炉保护系统切换主燃料，紧急停炉，以避免发生设备损坏事故。所以汽包液位自动调节效果必须要求准确、可靠。

关键词：锅炉汽包自动液位控制与调节

1 汽包液位控制功能描述

锅炉汽包液位自动调节系统的作用是使给水量适应锅炉的蒸汽量，并使汽包液位保持在一定范围内。因此，水位是被调量，而引起水位变化的主要扰动是蒸汽流量和给水流量。为了使汽包水位在较小范围内变化，生产上常采用蒸汽流量、给水流量为前馈信号，而已汽包液位进行反馈调节，这样组成一个前馈加反馈调节系统。

2 汽包液位调节原理

锅炉汽包液位自动调节原理具体描述为：该逻辑回路属于串级调节控制系统，该系统有主调节器和副调节器。其中主调节器主要任务是通过副调节器对水位进行校正，使水位保持在给定值，一般采用PI和PID调节。副调节器主要是接受主调节器输出信号，还接受给水流量信号和蒸汽流量信号。通过内回路进行蒸汽流量和给水流量的比值调节，并快速消除水侧和汽侧的扰动。主、副调节器作用方式均为反作用。自动调节投入前，需要对锅炉液位实测值进行一阶惯性滤

波，设置测量值的高低限设定。设定偏差处理后的数据设置偏差报警值，选择锅炉汽包液位控制模式和设定给定值变化率限制值。在自动调节过程中，先将汽包液位自动调节投入自动，输入汽包液位设定值。主调节器功能为主蒸汽流量作为主调节器的前馈，汽包液位设定值与实测值进行比较，差值进行偏差处理，送入PID调节器中进行偏差计算（通常只有PI）。偏差计算值输出作为副调节器的设定值，副调节器的测量值为主给水流量，通过偏差计算值和给水流量测量值进行偏差计算，去控制主给水调节门的阀位开度，最终达到偏差为零，从而达到控制液位的目的。

当实测液位低于设定值液位时，主调输出值大于主给水流量值，PID调节器的调节指令指挥主给水调节阀增加阀门开度。反之，主给水阀门减小阀门开度。

在该自动调节中，PID主调节器模块引入主蒸汽流量作为前馈的目的是当扰动产生和出现虚假水位时，前馈部分先进行粗调，压制住被调量较大的变化，闭环部分则进行细调校正，减小或消除偏差或者因虚假水位引起的误调。当出现汽包液位测量值在设定的高限值或者低限值范围之外，通过手动/自动控制站的判断，将自动方式切换为手动方式，由运行人员通过手动操作对汽包液位进行控制。

3 技术指标

（1）该PID调节所包含的测点仪表、执行器、变频器的回路接线符合率应大于95%，正确率100%。

（2）绝缘电阻符合《验标》热控篇。

（3）硬件组态符合设计要求。

（4）供电电源电压偏差±10%。

（5）I/O模件调校（开关量、模拟量）符合设计要求。

（6）PID静态参数设定符合工艺流程要求。

（7）PID动态参数设定符合工艺流程要求。

（8）执行机构阀方向符合调节要求。

（9）调节器方向符合调节要求。

（10）手自动跟踪误差小于1%。

（11）手自动切换允差小于1%。

（12）超限报警动作正确。

（13）手/自动切换正确。

（14）偏差报警指示正确。

（15）状态显示正确。

（16）M/A站操作、CRT操作，执行器方向、开度应正确。

4 技术交底内容

4.1 调试应具备的条件

（1）现场的安全设施齐全、照明符合有关标准。

（2）系统电源、气源、接地及环境条件符合有关标准。

（3）控制系统已经正常受电。

（4）各项联锁条件和保护定值准确可靠。

（5）系统电缆（包括控制电缆和信号电缆）安装接线完成、并查线正确率100%。

（6）涉及汽包液位调节PID的相关执行机构、仪表测点等已经完成单体调试。

（7）涉及汽包液位调节的DCS组态逻辑正确可靠。

（8）调试所需各种资料及调试文件齐备。

（9）要求工器具齐全、有相关资质的人员到位。

4.2 调试范围

汽包液位自动调节所需的汽包液位变送器1、汽包液位2、主给水压力、主给水流量、主给水温度、主给水调节阀、主给水电动门、给水泵、给水泵在再循环调节门的控p（8）画面操作端与逻辑一致性检查，是否满足控制系统要求检查。

4.4 调试步骤程序

（1）主给水调节阀、主给水电动门、给水泵再循环调节门、给水泵遥控手操联合传动试验。

（2）检查和设定汽包液位设定值信号量程和主给水调节门输出量量程及相关参数。

（3）检查和预设汽包液位自动控制回路的调节参数，主要包括PID模块的比例积分微分参数、调节死区、调节速率、调节作用的参数预设和检查。

（4）对汽包液位自动调节回路进行静态仿真试验。

（5）汽包液位自动调节的控制对象特性获取。

（6）自动投入工况选择，以及方案和参数适应性。

（7）配合锅炉专业进行锅炉给水系统分系统试运。

5 质量标准

（1）手/自动切换试验：按设计要求达到无平衡、无扰动切换，

扰动量应小于±1%阀位量程。

（2）跟踪精度试验：手动状态时，有积分作用的调节器输出信号应跟踪手操信号。跟踪精确度应小于±1%阀位量程。

（3）软手操时的输出保持性检查：环境温度20±5℃时，2h内不应大于±1%，环境温度50℃时，2内不应大于±2%。

（4）系统开环试验：给调节系统输入模拟信号，检查系统的调节功能和运算功能，输出信号应符合设计要求。

（5）参数整定：参数静态参数按设计要求整定，动态参数根据经验或计算结果设置。

6 危险源分析

汽包水位是否在许可的范围内运行，是锅炉安全运行的重要标志之一。因为汽包水位过高将减小蒸汽重力分离行程，破坏汽水分离效果，使蒸汽带水造成过热器中盐类沉积，恶化过热器的工作条件，严重时还可能发生汽轮机水冲击恶性事故；水位过低就有可能破坏锅炉水循环，甚至出现水冷壁断水过热损坏。因此，必须确保汽包水位在合适的范围内运行。水位保护的作用是当汽包水位超越高限或低于低限时，迫使锅炉保护系统切换主燃料，紧急停炉，以避免发生设备损坏事故。所以汽包液位自动调节效果必须要求准确、可靠。

参考文献